钢桥面粘接剂 技术领域 本发明涉及一种能有效提高沥青混合料铺装与钢桥面粘接强度、剪切强度的粘结剂。
背景技术 钢箱梁以其跨度大，重量轻，施工方便等独特优势得到广泛应用，据不完全统计目前我国有厦门海沧大桥等30多座桥梁采用了钢桥面铺装，然而钢桥面因为摩擦系数小、变形大、温度高、防腐要求严、施工难度大等技术问题难以协调解决，一直是困扰桥梁工作者的一个世界性难题。在超载特别严重的情况下，我国的钢桥面铺装往往在1-3年内就出现了推移、开裂、拥包、车辙等病害，每年都要投入大量的经费进行养护，据调查一座900米长的桥梁每年养护经费达300-1200万元，造成巨大的经济损失。
钢桥面铺装损坏的主要原因是界面粘接强度低，在特大型车辆荷载的反复作用下，铺装层与钢板脱开，进而导致桥面铺装出现推移、开裂、拥包和车辙，典型的桥梁是厦门海沧大桥，通车5个月后就出现了推移裂缝，紧接着出现铺装层损坏，因此解决钢桥面铺装的主要问题是研究开发粘接强度高，韧性好的粘接材料。
粘接剂的研制 钢桥面粘接剂
根据钢桥面铺装的特殊要求，粘接剂必须满足以下技术要求：
1.必须有足够的粘接强度和韧性，能适应重载车辆的反复作用，不会开裂或脱开；
2.必须有良好的施工性能，便于施工和维修；
3.必须对人体无毒副作用，不会造成环境污染；
4.必须有良好的感温性能，能适应温度变化；
5.粘接剂的技术指标见表1
表1 试验项目 技术要求 试验标准 与钢板的粘接强度 (Mpa) ≥3.3Mpa(25℃) ≥3.0Mpa(70℃) GB9793 柔韧性(mm) 1 GB1731 抗冲击能力(cm) 50 GB1732 粘度(秒，25℃涂4 杯) ＞50 GB1723 干燥时间(h) 表干≤6h GB1728 实干≤24h
发明内容 本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种粘接强度和韧性好、使用方便、能适应温度变化、对环境无污染的钢桥面粘接剂。
本发明目的的实现方式为，钢桥面粘接剂，由甲组分与乙组分混合而成，甲、乙组分的重量比为，甲组分∶乙组分＝(5-7)∶1，
甲组分由以下配比％的物料组成：
树脂 30-43％ 改性剂 5-10％
复合防锈填料 25-50％ 活性稀释剂 5-13％
稀料 5-12％
树脂有低分子量环氧树脂，改性剂有液体丁腈橡胶，复合防锈填料有硅灰石粉，稀料有二甲苯-丁醇，重量配比为3∶1，
乙组分由以下配比％地物料组成：
聚酰胺651 82-89％ 聚酰胺650 5-9％
二甲苯-丁醇 3-10％
二甲苯与丁醇的重量配比为3∶1。
本粘接剂有以下特点：
1、以环氧树脂为基料，添加各种改性剂，全部都能从市场购买，成本低，节约成本20-100％，同时可以延长钢桥面铺装的使用寿命100％以上，其间接效益不可估量；
2、施工不需要特殊的设备，不需要加温，可以有效防止施工过程中材料性能的变化，施工方便；
3、采用了增韧剂、固化剂等材料对环氧树脂进行改性，使粘接强度、抗裂性能、感温性能、施工性能得到明显提高，具有一定的新颖性。
本粘接剂常温粘接强度提高2.63-3.26倍，高温粘接强度提高1.43倍；开裂应变提高10％，低温不开裂，说明柔韧性好，抗裂能力强；施工方便，不需要加热，对人体无毒副作用的优势。
具体实施方式 本粘结剂粘接剂由甲组分与乙组分混合而成，甲组分由树脂、改性剂、复合防锈填料、活性稀释剂、稀料组成，乙组分由聚酰胺651、聚酰胺650、二甲苯-丁醇组成。在温度低于15℃时，乙组分中加入重量百分比为1-3％的促进剂DMP-30。
本粘结剂配方科学合理，甲组分选用低分子量环氧树脂E-51作为主要基料经试验，其用量在30％-50％之间较合适。取30％时，粘接强度达到6MPa，韧性0.8mm，成本低，40％强度可以达到8.1MPa，柔韧性达到1mm，其各项技术性能满足钢桥面铺装施工技术要求；取50％时，强度可以达到9.0MPa，但柔韧性1.1mm，略差，成本相对增高。
改性剂液体丁腈橡胶能提高钢桥面粘接剂的柔韧性能和附着强度。当取5％时，附着强度6.5Mpa，10％时，附着强度10.9MPa；取15％时，附着强度12.2MPa。
复合防锈填料——硅灰石粉是钢桥面粘接剂的一种填料，起增强拉伸强度和防锈的作用，同时可降低成本，用量应在30％-50％之间。取30％时，拉伸强度11.2Mpa，40％时，拉伸强度10.1MPa；50％时，拉伸强度在9.2MPa。
活性稀释剂(501)和稀料(二甲苯-丁醇3∶1)是调制钢桥面粘接剂粘度的一种材料。
乙组分采用混合聚酰胺类固化剂与促进剂配成：
聚酰胺651是一种化学反应较快的固化剂，聚酰胺650是一种化学反应较慢的固化剂。为了满足施工要求，将两种固化剂混合一起较合适，如聚酰胺651∶聚酰胺650＝80∶20时附着强度9.4MPa，表干时间8小时，使用时间3小时；90∶10时附着强度9.6MPa，表干时间4小时，使用时间1.5小时；85∶15时，底材附着强度9.7MPa，表干时间6小时，使用时间2小时。
二甲苯-丁醇是一种价格较低的稀料，稀料用少了附着强度增高，粘度增大，施工难度增大；稀料用多了，粘度降低，强度降低，难以满足粘接技术要求。
本粘接剂性能技术指标试验结果见表2
表2 试验项目单位 技术指标 试验结果试验方法 粘接剂外观 灰白色 灰白色 GB1729 干燥 时间 表干h ≤6 6 GB1728 实干 ≤24 24 粘度(涂-4杯)s ≥50 160 GB1723 钢板 粘接强度 25℃MPa ≥3.3 8.1 GB9793 70℃ ≥3.0 4.8 喷砂板MPa 10.2 未喷砂板MPa 6.5 水浸泡200h 后MPa 7.2 冲击强度cm 50 50 GB1723 柔韧性mm 1 1 GB1731
从表2可见本粘结剂的各项指标均达到，甚至超过要求，也可看出钢板经喷砂后的粘接强度远大于普通打磨钢板的粘接强度，因此在施工时要求钢板进行喷砂处理，在处理后4小时内再涂刷本粘接剂。
本粘接剂与目前使用的各种粘接剂技术性能比较见表3
表3粘接剂形式改性沥青环氧沥青本粘结剂备注粘接强度Mpa1.92.23/1.978.1/4.8 25/70℃开裂应变μm626012701400抗裂性能良好好好施工性能一般难易
从表2、3可见，本粘接剂较其它粘结剂，常温粘接强度提高2.63-3.26倍，高温粘接强度提高1.43倍；开裂应变提高10％，低温不开裂，柔韧性好，抗裂能力强。
下面举出本发明配方实施例：
例1：14℃
甲组分：低分子量环氧树脂E-51 30％
改性剂液体丁腈橡胶 5％
复合防锈填料硅灰石粉(800目) 50％
活性稀释剂(501) 7％
稀料(二甲苯-丁醇3∶1) 8％
乙组分：混合聚酰胺类固化剂+促进剂
聚酰胺651 89％
聚酰胺650 5％
二甲苯-丁醇3∶1 5％
促进剂DMP-30 1％
甲∶乙＝7∶1，底材附着强度9..04Mpa，表干时间9.04小时，使用时间2.5小时。
例2：25℃
甲组分：低分子量环氧树脂E-51 40％
改性剂液体丁腈橡胶 10％
复合防锈填料硅灰石粉(800目) 40％
活性稀释剂(501) 5％
稀料(二甲苯-丁醇3∶1) 5％
乙组分：混合聚酰胺类固化剂+促进剂
聚酰胺651 82％
聚酰胺650 8％
二甲苯-丁醇3∶1 10％
促进剂DMP-30 常温时温度高于15℃时不用
甲∶乙＝6∶1，底材附着强度9.7Mpa，表干时间5小时，使用时间2.0小时。
例3：10℃
甲组分：低分子量环氧树脂E-51 43％
改性剂液体丁腈橡胶 7％
复合防锈填料硅灰石粉(800目) 25％
活性稀释剂(501) 13％
稀料(二甲苯-丁醇3∶1) 12％
乙组分：混合聚酰胺类固化剂+促进剂
聚酰胺651 85％
聚酰胺650 9％
二甲苯-丁醇3∶1 3％
促进剂DMP-30 3％
甲∶乙＝5∶1，底材附着强度9.6Mpa，表干时间4小时，使用时间1.0小时。
本粘接剂已经在武汉军山长江大桥和武汉绕城高速公路东西湖互通D匝道桥上使用，经过近一年的运行检验，没有出现任何质量缺陷，说明本粘接剂可以大规模推广应用。